ARRIBA: El tenue Pseudoblepharisma ciliado alberga tanto algas verdes como bacterias moradas como simbiontes.SEBASTIAN HESS
Más Hace más de un siglo, un maestro de escuela alemán llamado Alfred Kahl hizo un cambio de carrera y se convirtió en alumno del protozoólogo Eduard Reichenow. En 1926, cuando tenía casi 50 años, Kahl publicó un artículo en el que identificaba, clasificaba y describía cientos de nuevas especies de protistas. Uno de ellos, Pseudoblepharisma tenue, es un ciliado que se encuentra en los páramos de Simmelried, unos ocho acres de humedales en el sur de Alemania. En su manuscrito, Kahl comentó sobre las bacterias de color rosa y las algas verdes que vivían dentro del cuerpo de P. tenue, pero nadie nunca siguió esa peculiar observación, hasta ahora.
En un estudio publicado el 11 de junio en Science Advances los investigadores confirman que P. tenue tiene dos tipos de simbiontes: un alga verde y una bacteria púrpura, una característica inusual en un eucariota.
Normalmente, los simbiontes son un componente más especializado, y es posible que obtengas uno y no el otro, dice Megan Srensen, microbióloga de la Universidad de Estocolmo y la Universidad de Uppsala que no participó en el estudio. Estas tres especies, el huésped, la bacteria púrpura y el alga verde, trabajando juntas revelan un nivel intrincado de integración metabólica que es realmente intrigante.
Aunque esta combinación particular de organismos es única, las interacciones simbióticas están muy extendidas, en cualquier tipo de ecosistema acuático, dice Matthew Johnson, un ecologista protista del Instituto Oceanográfico Woods Hole en Massachusetts que no participó en el estudio. Estas asociaciones simbióticas son una forma de expandir el nicho de los anfitriones y de sobrevivir en entornos desafiantes, agrega.
Como estudiante de posgrado en la Universidad de Dalhousie en Canadá, Sergio Muoz-Gmez, ahora un postdoctorado en Paris-Saclay Universidad en Francia, centrada en las mitocondrias. Los investigadores han sugerido que el ancestro de las mitocondrias podría haber sido una bacteria púrpura, explica, pero solo hubo un estudio de 1993 que analizó bacterias púrpuras en eucariotas. Quería estudiar ese organismo, pero el entonces postdoctorado Sebastian Hess le habló de otro organismo, P. tenue.
Ver los orígenes bacterianos de las mitocondrias al revés
Hess estaba familiarizado con P. tenue porque, como estudiante universitario en la Universidad de Bonn en Alemania, había visto un libro de 2006 con fotografías en color y micrografías electrónicas de barrido de organismos microscópicos encontrados en los páramos de Simmelreid por el microscopista independiente Martin Kreutz y el biólogo de organismos Wilhelm Foissner, luego biólogo en la Universidad de Salzburgo en Austria. Siempre pensé, bueno, esto es interesante porque es rosa, dice Hess. Le mostré fotos de este organismo y acordamos que es muy interesante y merece un estudio.
Después de un éxito variable al traer P. tenue muestras a la Universidad de Dalhousie, Hessby, entonces líder de grupo en la Universidad de Colonia en Alemania, invitó a Muoz-Gmez a venir a Alemania y estudiar los ciliados allí, donde no tendrían que navegar enviándolos largas distancias. Kreutz recolectó los protistas en el sur de Alemania y los envió a Colonia cada pocas semanas. Al estudiar P. tenue en el laboratorio, los investigadores confirmaron que mide alrededor de 180 micras de largo, aproximadamente el doble del diámetro de un cabello humano, y es capaz de nadar rápidamente y fagocitar otros microorganismos.
Observe Pseudoblepharisma tenue nadar en su hábitat natural.hess lab
Los autores no pudieron establecer cultivos de P. tenue, por lo que secuenciaron muestras capturadas en la naturaleza para determinar las identidades de sus simbiontes. El alga verde que se encuentra dentro de P. tenue está más estrechamente relacionado con Chlorella sp. K10, que es un endosimbionte de otro eucariota de agua dulce, Hydra viridissima cepa K10. P. La bacteria púrpura de tenue está más estrechamente relacionada con los miembros del género Thiodictyon, que utiliza la bacterioclorofila como pigmento fotosintético y también metaboliza el azufre para utilizarlo como donante de electrones para la fotosíntesis. Descubrieron que la bacteria morada dentro de P. tenue le faltan los genes necesarios para metabolizar el azufre, lo que significa que es probable que dependa del huésped ciliado, pero ha conservado genes para la fotosíntesis.
Las algas verdes son expertas en la fotosíntesis en ambientes ricos en oxígeno. ambientales, mientras que las bacterias moradas sobresalen en la fotosíntesis en condiciones de bajo oxígeno. Tener ambos simbiontes puede ayudar a P. tenue prosperan en los sedimentos de oxígeno variable de los estanques fangosos. Tenemos algunas hipótesis muy plausibles basadas en datos del genoma [y] en observaciones microscópicas de cómo le gusta vivir al ciliado o qué ambientes prefiere, pero queremos adquirir más datos experimentales sobre el tipo de moléculas que los simbiontes intercambian entre ellos, explica Muoz-Gmez.
Probando cómo P. El metabolismo y la simbiosis de tenue afectan su elección de entorno sería otra forma de seguimiento, le dice Srensen a The Scientist. En realidad, poder cultivarlos en el laboratorio y, por lo tanto, realizar pruebas rigurosas en diferentes condiciones [o] tener más muestras ambientales para poder probar diferentes condiciones ambientales dentro de las muestras serían diferentes formas de hacerlo, explica.
La naturaleza de la relación entre los tres organismos sigue siendo una cuestión abierta. pregunta. Observamos a los organismos que viven juntos y automáticamente asumimos que es beneficioso, dice Srensen, pero también obtienes relaciones de explotación. Algo de lo que no tienen idea [sobre] aquí es quién se está beneficiando y si hay alguna explotación.